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1、真实中的“谎言” “谎言”中的真实当前科学方法教与学的困惑戴金平 闵行区教育学院 当前“知识”正以令人吃惊的速度增长，人穷其一生也只了解“知识的海洋”中的极少部分，所以人们更加体会到“方法”比“知识”更重要。新课程注重培养学生的科学素养，新课程实施过程很重视学生对科学方法的感受、认识、运用。但是，目前初中物理关于科学方法的教与学尚存在一些令人两难的矛盾，实施过程尚存在较多的困难。本文主要阐述当前初中物理在“科学方法”教与学中的冲突、困惑，希望能起抛砖引玉的作用，有更多的专家、教师来研究中学物理科学方法的教与学，使学生能得到更健康地发展。一、真实中的“谎言”，学生难辨真假物理学之所以被人们公认为
2、一门重要的科学，不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示，还因为它在发展、成长的过程中，形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系。物理学及其课程蕴涵深邃的思想和哲理，在形成人们正确的世界观、人生观、价值观，提高人们的思想品质和科学素养方面都能发挥显著的作用。新课程前较偏重于“演绎推理”，“归纳法”相对薄弱，因为归纳法更具创新性，新课改以来比较推崇。上海市初中物理的“科学方法题”“情景题”、“数据表格题”，主要考查学生观察、分析归纳等能力，是“能力立意”题，属于区分度比较大的题目。案例就是一道典型的“数据表格题”：【案例】某小组通过实验研究盛有液体的容器底部受到液体的压强大小与哪些因素有关。
3、他们把两种液体（水和煤油）先后装在规格不同的烧杯中（如右图）。用仪器测出液体的密度、深度h，容器底面积S，液体对容器底部的压强P。记录数据如表一、表二所示。表一 （水1.0103千克/米3）实验序号12345液体深度h（米）0.050.050.100.150.15容器底面积S（米2）0.0050.020.020.020.01容器底部受到的液体压强P（帕）49049098014701470表二 (煤油0.9103千克/米3）实验序号678910液体深度h（米）0.050.050.100.150.15容器底面积S（米2）0.0050.020.020.020.01容器底部受到的液体压强P（帕）441
4、44188213231323（1）分析比较实验序号2、3、4（或7、8、9）有关数据，可得出的初步结论是：_。（2）分析比较实验序号_有关数据，可得出的初步结论是：同种液体，当液体深度相同时，液体对容器底部的压强与容器底部面积大小无关。(3) 甲同学分析比较实验序号1、6，2、7,3、8,4、9,5、10有关数据，得出的初步结论是：当液体深度相同时，液体对容器底部的压强与液体密度有关。请判断，甲同学的分析_。（选填：“错误”、“合理但结论不完整”或“合理且结论完整”）参考答案是：（1）同一容器中，同种液体对容器底的压强与深度成正比。（2）1、2，4、5（或6、7，9、10）；（3）合理但结论不
5、完整。分析：本题第（1）问，主要考查从实验数据归纳规律的能力;第（2）问，主要考查分析比较能力；第（3）问，主要考查是从实验数据归纳规律的能力和分析判断能力。“数据表格题”的题干呈现的研究情景通常是“真实的”，命题者考虑初中生处理实验数据能力较弱，为了降低从实验数据归纳结论的难度，命题时将实验数据进行了“理想化”处理，或是由理论倒推出来的“数据”，呈现给学生面前的实验数据是毫无误差的，也就是“虚假”的实验数据。所以“科学方法题”本身就是一个“矛盾”体，它一方面蕴含科学方法、力图体现科学精神，另一方面却对现实进行人为地“美化”，呈现给学生却是不可能存在的“实验数据”，与求实、探索的科学精神相左。
6、因为此类题属于“拉差距”题，广大师生非常重视，在平时训练和各类测试中，学生时常面对它，而且应答策略也层出不穷，几乎形成了八股条例，由此在学生心中产生深深的印象相等、成比例都是完全符合的。现在初中物理课程标准、教材的学习内容中没有“误差”，在教学中教师通常不介绍误差及其产生的原因。笔者曾询问过不同类学校的学生，学生普遍对电流表、电压表、测力计所测出的数据毫不怀疑，而在实际探究或实验测量时，测量出的实验数据不相等或并不严格成正比，学生通常觉得难以认同。如在一堂阿基米德原理课中，称重法测出F浮=0.7牛，再测出G排=0.65牛，当老师问：物体所受的浮力与排出液体的重力相等吗？全班学生异口同声地说：不
7、相等！此时教师顿时很尴尬，解释道是实验器材不够准，本来应该是相等。这种尴尬几乎所有的教师都会碰到，这种尴尬有时成为一些课堂教学绕不过去的弯，导致最终得出的“正确结论”物理概念、物理规律非常勉强。学生平时所遇到的各种“真实的”探究题目“实验数据”是毫无误差的，而实际测量出来实验数据不仅存在误差，有时误差还相当大。当实验数据相差较大时，仍然要得出正确的结论，迫使学生违心地接受现存的结论，这几乎成为“常态”，这种现象令教师感到十分纠结，更令学生纠结！这分裂的情景会扭曲学生的心理，使学生对物理学产生怀疑，对科学产生怀疑。二、“谎言”中的真实，学生违心妥协在初中物理教学中，老师对“控制变量法、等效替代法
8、、理想模型法、类比法”等科学方法如数家珍。我们应该清楚地认识到“控制变量法、等效替代法、理想模型法、类比法”是科学方法，但科学方法并不等同于“控制变量法、等效替代法、理想模型法、类比法”。科学方法含义很广，它是指人们在认识和改造世界中遵循或运用的、符合科学一般原则的各种途径和手段，包括在理论研究、应用研究、开发推广等科学活动过程中采用的思路、程序、规则、技巧和模式。或者说，科学方法就是人类在所有认识和实践活动中所运用的全部正确方法。通常分为三个层次：(1)单学科方法，也称专门科学方法；(2)多学科方法，也称一般科学方法，是适用于自然科学和社会科学的一般方式、手段和原则；(3)全学科方法，是具有
9、最普遍方法论意义的哲学方法。认为科学方法就是“控制变量法、等效替代法、理想模型法、类比法”等，是只见树林不见森林的表现，如果将“科学方法”当成知识点记忆，是科学方法教学的异化。案例是一道“考查科学方法”典型题：【案例】某同学在探究同一直线二力合成的实验中，把一根轻质弹簧的一端固定在O点，另一端用尼龙细线固定在弹簧秤的挂钩上，每次实验时，他们都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如右图（a）、（b）、（c）所示，请仔细观察图中的装置、操作及现象，然后归纳得出初步结论。(1)比较图中（a）、（b）和（c）研究过程可知，此探究实验采用的科学方法的是_。(2)分析比较图中（a）与（c）中拉力的方
10、向及弹簧的示数可得出的结论是：_。参考答案是：（1）等效替代法。（2）同一直线上，方向相反的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之差，方向跟较大的那个力的方向相同。本题是基于“研究同一直线上二力合成”的实验，其意图是考“方法”、考“能力”。但题目中第一问：（1）比较图中（a）、（b）和（c）研究过程可知，此探究实验采用的科学方法的是_。若本题所指的科学方法是指第一层次，即单学科方法（物理学科学方法），此实验所包含的物理科学方法有：观察实验法、数学方法、分析比较、归纳总结，而“等效替代法”仅仅是科学方法其中之一。命题者将“等效替代法”当将成知识点来考查，是极不科学的。第二问：(2)分析比较图中（
11、a）与（c）中拉力的方向及弹簧的示数可得出的结论是：_。本次实验仅由一次实验数据就得出了完整的实验结论，违背了从个别到一般的归纳法的宗旨，也有悖于科学态度。如此考记忆中的“方法、能力”，实则是伪方法、假能力。学生为了应合命题教师的心意，获得理想分数，违心地写上自己并不认同的答案。有些大胆的学生在试卷评析时说出了自己的真实想法、心中的疑问，老师的解释却很难自圆其说，由此会造成学生思维的分裂。三、结语新课程特别重视科学探究，强调学生的亲身体验和感受。探究的过程经常要进行测量，测量必须面对误差。由于初中阶段教学不涉及“误差”，很多学生不明白误差产生的原因，也就难以接受、分析真实存在的误差，并在测量过
12、程中设法减少误差。不讳言地说，目前学生实验器材的质量普遍欠佳，有教师用不同温度计测同一杯水，温度居然相差4-5，弹簧测力计、电表等测量仪器质量低劣更是常事。依照课标要求进行实验探究，教师在准备实验仪器上要花大量的精力，但常常实验效果还不如人意，很令人郁闷。有一些教师为了减轻负担、回避尴尬，改为讲实验或用视频实验代替。科学方法的核心是世界观。在三维目标导引下，要尽力为学生创设和谐、一致的情境，避免学生思维的断裂，发生态度的分裂、情感的扭曲。笔者建议（1）有关科学方法教、学、考要一致，考题的实验数据要尽可能来自真实的实验，避免采用由理论推导出的假实验数据；平时教师所倡导的科学态度、探索精神与考题所
13、呈现的要统一。（2）教学内容可增加“误差”，学习水平定为A（知道）级，学生明白误差产生的原因，知道减少误差的基本方法。在实验探究过程中能够正视误差，尽力去减少误差，感受真实的科学探究滋味。（3）相关部门要做好中学实验器材的配置、质量跟踪、反馈评价系列工作，确保实验器材的质量，为基础教育阶段进行科学探究提供坚实的物质基础和质量保障。要关注科学方法的教、学、考，更要关注科学素养的育。笔者期待更多的同行或有关部门重视初中物理科学方法教与学的困惑，携手解决科学方法教与学的两难问题！通信地址：上海市闵行区紫龙路835号 闵行区教育学院 戴金平邮编：200241电子信箱：mjxxy_djp联系电话：13301792712第 4 页 共 4 页